RU2443980C2

RU2443980C2 - Vibrating-type flow meter and method of determining temperature of flowing liquid material

Info

Publication number: RU2443980C2
Application number: RU2010119557/28A
Authority: RU
Inventors: Чарлз Пол СТАК (US); Чарлз Пол СТАК
Original assignee: Майкро Моушн, Инк.
Priority date: 2007-10-15
Filing date: 2007-10-15
Publication date: 2012-02-27
Also published as: RU2010119557A

Abstract

FIELD: physics.

SUBSTANCE: vibration-type flow meter (5) has a flow meter unit (10), having one or more feed tubes (103), a meter temperature sensor (204) configured to measure temperature T_m of the meter, an ambient medium temperature sensor (208) for measuring temperature T_a of the ambient medium and a measuring electronic apparatus (20) connected with the meter temperature sensor (204) and the ambient temperature sensor (208). The measuring electronic apparatus (20) is configured to receive temperature T_m of the meter and temperature T_a of the ambient medium and determine the derivative of temperature T_f-deriv of the flowing liquid material in the vibration-type flow meter (5) using temperature T_m of the meter and temperature T_a of the ambient medium.

EFFECT: high accuracy of determining temperature of flowing liquid material.

24 cl, 6 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Изобретение относится к вибрационному расходомеру и способу и, в частности, касается вибрационного расходомера и способа определения температуры жидкости текущего материала.The invention relates to a vibratory flow meter and method, and in particular, relates to a vibratory flow meter and a method for determining a temperature of a liquid of a current material.

Уровень техникиState of the art

Принцип действия вибрационных трубчатых датчиков, таких как кориолисовые массовые расходомеры и вибрационные денситометры, как правило, основан на определении перемещения вибрирующей трубки, которая содержит текущий материал. Характеристики, касающиеся материала в трубке, такие как массовый расход, плотность и т.п., могут быть определены путем обработки измерительных сигналов, полученных от преобразователей перемещения, связанных с трубкой. Режимы вибрации вибрирующей системы, заполненной материалом, обычно зависят от комбинированных характеристик массы, жесткости и демпфирования вмещающей трубки и содержащегося в ней материала.The principle of operation of vibration tube sensors, such as Coriolis mass flow meters and vibration densitometers, is usually based on determining the movement of the vibrating tube that contains the current material. Characteristics regarding the material in the tube, such as mass flow rate, density, etc., can be determined by processing the measurement signals received from displacement transducers associated with the tube. The vibration modes of a vibrating system filled with material usually depend on the combined characteristics of mass, stiffness and damping of the containing tube and the material contained in it.

Типовой кориолисовый массовый расходомер включает в себя одну или более трубок, соединенных линейно в трубопровод, или другую транспортную систему, и транспортируемый материал, например, жидкости, гидросмеси и т.п. в системе. Каждую трубку можно рассматривать как имеющую набор режимов естественной вибрации, включающий, например, режим плоского изгиба, кручения, радиальный и связанные виды вибрации. В типовом применении при кориолисовом измерении массового расхода в трубке при протекании через нее материала возбуждается один или более режимов вибрации, а движение трубки измеряется в точках, рассредоточенных вдоль трубки. Возбуждение, как правило, обеспечивается исполнительным механизмом, например, электромеханическим устройством, таким как возбудитель типа звуковой катушки, который возмущает периодически трубку. Удельный массовый расход можно определить, измеряя временную задержку или разности фаз между движениями в местах расположения преобразователей. Как правило, используют два таких преобразователя (или тендочувствительных элемента), чтобы измерить вибрационный отклик расходной трубки или трубок, и как правило, размещают до и после исполнительного механизма. Два тендочувствительных элемента подсоединены к электронной измерительной аппаратуре кабелями, например, двумя независимыми парами проводов. Измерительная аппаратура получает сигналы от двух тендочувствительных элементов и обрабатывает эти сигналы для получения данных измерения массового расхода.A typical Coriolis mass flow meter includes one or more tubes connected linearly to a pipeline or other transport system, and a transported material, for example, liquids, slurries, and the like. in system. Each tube can be considered as having a set of modes of natural vibration, including, for example, the mode of flat bending, torsion, radial and related types of vibration. In a typical application, in a Coriolis measurement of mass flow in a tube when a material flows through it, one or more vibration modes are excited, and the movement of the tube is measured at points dispersed along the tube. Excitation, as a rule, is provided by an actuator, for example, an electromechanical device, such as an exciter such as a voice coil, which periodically disturb the tube. The specific mass flow rate can be determined by measuring the time delay or the phase difference between the movements in the locations of the transducers. Typically, two such transducers (or tenosensitive elements) are used to measure the vibrational response of the flow tube or tubes, and are typically placed before and after the actuator. Two tenosensitive elements are connected to electronic measuring equipment by cables, for example, two independent pairs of wires. The measuring equipment receives signals from two tenosensitive elements and processes these signals to obtain mass flow measurement data.

Вибрационные расходомеры, такие как кориолисовые расходомеры и вибрационные денситометры, измеряют массовый расход и плотность посредством воздействия, которое эти свойства жидкости оказывают на вибрирующую расходную трубку или трубки. Однако на вибрацию расходной трубки также влияют другие переменные, и влияние этих переменных должно быть скомпенсировано в измерительном устройстве.Vibration flow meters, such as Coriolis flow meters and vibrating densitometers, measure mass flow and density by the effect that these fluid properties have on a vibrating flow tube or tubes. However, the vibration of the flow tube is also affected by other variables, and the influence of these variables must be compensated for in the measuring device.

Известно, что одной из переменных, влияющих на точность измерения, является температура. Температура влияет на материал и размерные свойства расходной трубки (или трубок). В результате температура текущего материала влияет на вибрацию жидкости. Вдобавок, с течением времени измерительный прибор приобретает температуру текущего материала, причем его рабочие характеристики будут изменяться с изменением температуры.It is known that one of the variables that affect the measurement accuracy is temperature. Temperature affects the material and dimensional properties of the flow tube (or tubes). As a result, the temperature of the current material affects the vibration of the liquid. In addition, over time, the measuring device acquires the temperature of the current material, and its performance will change with temperature.

Температурой, имеющей значение, является температура вибрирующей расходной трубки. Однако для жидкостей с высокой теплоемкостью эта температура для всех практических целей равна температуре жидкости.The temperature that matters is the temperature of the vibrating flow tube. However, for liquids with high heat capacity, this temperature for all practical purposes is equal to the temperature of the liquid.

Измерение температуры датчика расхода является нетривиальной задачей. Одной из проблем является монтаж датчика температуры. Неправильный монтаж датчика температуры снижает теплоперенос через измеритель и приводит к ошибкам при измерении температуры. Другой проблемой является то, насколько точно температура измерителя отражает температуру текущего материала. В зависимости от способности теплопереноса измерителя, температуры окружающей среды и разности температур между текущим материалом и измерителем, например, температура измерителя будет отставать по времени от действительной температуры текущего материала. Вдобавок, на характеристики теплопереноса будет оказывать влияние покрытие внутри расходомера.Measuring the temperature of the flow sensor is a non-trivial task. One of the problems is the installation of a temperature sensor. Incorrect installation of the temperature sensor reduces heat transfer through the meter and leads to errors in temperature measurement. Another problem is how accurately the temperature of the meter reflects the temperature of the current material. Depending on the heat transfer capacity of the meter, the ambient temperature and the temperature difference between the current material and the meter, for example, the temperature of the meter will lag behind the actual temperature of the current material. In addition, the coating inside the flowmeter will influence the heat transfer characteristics.

Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

Согласно изобретению предлагается вибрационный расходомер для определения производной температуры T_f-deriv жидкости текущего материала. Вибрационный расходомер содержит сборный узел расходомера, включающий в себя одну или более расходных трубок, датчик температуры измерителя, сконфигурированный для измерения температуры T_m измерителя, датчик температуры окружающей среды для измерения температуры T_a окружающей среды и измерительную электронную аппаратуру, подсоединенную к датчику температуры измерителя и датчику температуры окружающей среды. Измерительная электронная аппаратура сконфигурирована для приема температуры T_m измерителя и температуры T_a окружающей среды и определения производной температуры T_f-deriv жидкости текущего материала в вибрационном расходомере с использованием температуры T_m измерителя и температуры T_a окружающей среды.According to the invention, there is provided a vibratory flow meter for determining a derivative of a fluid temperature T _{f-deriv of a} flowing material. The vibratory flow meter comprises an assembly of a flow meter including one or more flow tubes, a temperature sensor of the meter configured to measure a temperature T _{m of the} meter, an ambient temperature sensor to measure an ambient temperature T _a , and electronic measuring equipment connected to the temperature sensor of the meter and ambient temperature sensor. The measuring electronic equipment is configured to receive the meter temperature T _m and the ambient temperature T _a and to determine the derivative of the liquid material temperature T _{f-deriv of the} current material in the vibratory flow meter using the meter temperature T _m and the ambient temperature T _a .

Согласно изобретению предлагается способ для определения производной температуры T_f-deriv жидкости текущего материала в вибрационном расходомере. Способ содержит измерение температуры T_m измерителя, измерение температуры T_a окружающей среды и определение производной температуры T_f-deriv жидкости текущего материала в вибрационном расходомере с использованием температуры T_m измерителя и температуры T_a окружающей среды.According to the invention, there is provided a method for determining the derivative temperature T _{f-deriv of a} fluid of a current material in a vibratory flow meter. The method comprises measuring the temperature T _{m of the} meter, measuring the temperature T _{a of} the environment and determining the derivative temperature T _{f-deriv of the} liquid of the current material in the vibratory flow meter using the temperature T _{m of the} meter and the temperature T _{a of} the environment.

Согласно изобретению предлагается способ для определения производной температуры T_f-deriv жидкости текущего материала в вибрационном расходомере. Способ содержит измерение температуры T_m измерителя, измерение температуры T_a окружающей среды, определение производной температуры T_f-deriv жидкости текущего материала в вибрационном расходомере с использованием температуры T_m измерителя и температуры T_a окружающей среды и определение одной или более характеристик потока текущего материала с использованием температуры жидкости.According to the invention, there is provided a method for determining the derivative temperature T _{f-deriv of a} fluid of a current material in a vibratory flow meter. The method includes measuring the temperature T _{m of the} meter, measuring the temperature T _{a of} the environment, determining the derivative temperature T _{f-deriv of the} liquid of the current material in the vibratory flow meter using the temperature T _{m of the} meter and the temperature T _{a of} the environment and determining one or more flow characteristics of the current material with using fluid temperature.

Согласно изобретению предлагается способ для определения производной температуры T_f-deriv жидкости текущего материала в вибрационном расходомере. Способ содержит измерение температуры T_m измерителя, измерение температуры T_a окружающей среды и измерение измеряемой температуры T_f-meas. Способ дополнительно содержит определение производной температуры T_f-deriv жидкости текущего материала в вибрационном расходомере с использованием температуры T_m измерителя и температуры T_a окружающей среды и определение уровня осаждения в одной или более расходных трубках вибрационного расходомера с использованием разности между измеренной температурой T_f-meas жидкости и производной температуры T_f-derivжидкости.According to the invention, there is provided a method for determining the derivative temperature T _{f-deriv of a} fluid of a current material in a vibratory flow meter. The method comprises measuring a temperature T _{m of the} meter, measuring an ambient temperature T _a and measuring a measured temperature T _f-meas . The method further comprises determining the derivative temperature T _{f-deriv of the} liquid of the current material in the vibratory flow meter using a meter temperature T _m and the ambient temperature T _a and determining a deposition level in one or more flow tubes of the vibratory flow meter using the difference between the measured temperature T _f-meas fluid and derivative temperature T _f-deriv fluid.

Аспекты изобретенияAspects of the Invention

Согласно одному аспекту вибрационного расходомера определение производной температуры T_f-deriv жидкости, кроме того, содержит использование уравнения

, где C_e содержит коэффициент температурной погрешности.According to one aspect of a vibratory flow meter, determining a derivative of a fluid temperature T _f-deriv also comprises using the equation

where C _e contains the coefficient of temperature error.

Согласно другому аспекту вибрационного расходомера измерительная электронная аппаратура дополнительно сконфигурирована для использования производной температуры T_f-deriv жидкости для определения одной или более характеристик потока текущего материала.According to another aspect of the vibratory flowmeter, the meter electronics is further configured to use the derived fluid temperature T _f-deriv to determine one or more flow characteristics of the current material.

Согласно еще одному аспекту вибрационного расходомера измерительная электронная аппаратура дополнительно сконфигурирована для использования производной температуры T_f-deriv жидкости для компенсации жесткости расходной трубки.According to yet another aspect of the vibratory flowmeter, the meter electronics is further configured to use the derived fluid temperature T _f-deriv to compensate for the rigidity of the flow tube.

Согласно следующему аспекту вибрационного расходомера вибрационный расходомер, кроме того, содержит датчик температуры жидкости, сконфигурированный для измерения измеренной температуры T_f-meas жидкости текущего материала, причем измерительная электронная аппаратура сконфигурирована для определения производной температуры T_f-deriv жидкости текущего материала в вибрационном расходомере с использованием температуры T_m измерителя и температуры T_a окружающей среды и определения уровня осаждения в одной или более расходных трубках вибрационного расходомера с использованием разности между измеренной температурой T_f-meas жидкости и производной температурой T_f-deriv жидкости.According to a further aspect of the vibratory flow meter, the vibratory flow meter further comprises a liquid temperature sensor configured to measure a measured temperature T _{f-meas of the} liquid of the current material, electronic measuring equipment configured to determine a derivative temperature T _{f-deriv of the} liquid of the current material in the vibratory flow meter using measuring the temperature T _m and T _a temperature environment and determine the deposition level at one or more flow tubes vibration nnogo flowmeter using the difference between the measured temperature T _f-meas liquid and the derivative temperature T _f-deriv liquid.

Согласно еще одному аспекту вибрационного расходомера измерительная электронная аппаратура дополнительно сконфигурирована для определения показателя T_error температурной погрешности, составляющего T_error=|T_f-meas-T_f-deriv|, сравнения показателя T_error температурной погрешности с заранее определенным пороговым значением осаждения и создания индикации об осаждении, если показатель T_error температурной погрешности превышает заранее определенное пороговое значение осаждения.According to another aspect of the vibratory flowmeter, the electronic measuring equipment is further configured to determine a temperature error indicator T _{error of} T _error = | T _f-meas -T _f-deriv |, compare a temperature error indicator T _error with a predetermined deposition threshold value and create an indication about precipitation, if the indicator T _{error of the} temperature error exceeds a predetermined threshold value of the deposition.

Согласно следующему аспекту вибрационного расходомера измерительная электронная аппаратура дополнительно сконфигурирована для определения показателя T_error температурной погрешности, составляющего T_error=|T_f-meas-T_f-deriv|, сравнения показателя T_error температурной погрешности с заранее определенным пороговым значением осаждения и создания индикации «стерилизация на месте (SIP)» и/или «очистка на месте (CIP)», если показатель T_error температурной погрешности превышает заранее определенное пороговое значение осаждения.According to a further aspect of the vibratory flowmeter, the measuring electronic equipment is further configured to determine a temperature error indicator T _{error of} T _error = | T _f-meas -T _f-deriv |, to compare the temperature error indicator T _error with a predetermined deposition threshold value and to display “ on-site sterilization (SIP) ”and / or“ on-site cleaning (CIP) ”if the temperature error T _error exceeds a predetermined deposition threshold.

Согласно одному аспекту способа определение производной измеряемой температуры T_f-deriv жидкости, кроме того, содержит использование уравнения

, где C_e содержит коэффициент температурной погрешности.According to one aspect of the method, determining the derivative of the measured temperature T _{f-deriv of a} liquid further comprises using the equation

where C _e contains the coefficient of temperature error.

Согласно другому аспекту способа способ дополнительно содержит использование производной температуры T_f-deriv жидкости для определения одной или более характеристик потока текущего материала.According to another aspect of the method, the method further comprises using the derived fluid temperature T _f-deriv to determine one or more flow characteristics of the current material.

Согласно еще одному аспекту способа способ дополнительно содержит использование производной температуры T_f-deriv жидкости для компенсации жесткости расходной трубки.According to another aspect of the method, the method further comprises using the derivative of the fluid temperature T _f-deriv to compensate for the stiffness of the flow tube.

Согласно еще одному аспекту способа способ дополнительно содержит измерение температуры T_f-meas жидкости, определение показателя T_error температурной погрешности, составляющего T_error=|T_f-meas-T_f-deriv|, сравнение показателя T_error температурной погрешности с заранее определенным пороговым значением осаждения и создание индикации об осаждении, если показатель T_error температурной погрешности превышает заранее определенное пороговое значение осаждения.According to another aspect of the method, the method further comprises measuring a temperature T _{f-meas of the} liquid, determining a temperature error indicator T _{error of} T _error = | T _f-meas -T _f-deriv |, comparing the temperature error indicator T _error with a predetermined threshold value deposition and the creation of an indication of deposition, if the indicator T _{error of the} temperature error exceeds a predetermined threshold value of deposition.

Согласно следующему аспекту способа способ дополнительно содержит измерение измеряемой температуры T_f-meas жидкости, определение показателя T_error температурной погрешности, составляющего T_error=|T_f-meas-T_f-deriv|, сравнение показателя T_error температурной погрешности с заранее определенным пороговым значением осаждения и создание индикации «стерилизация на месте (SIP)» и/или «очистка на месте (CIP)», если показатель T_error температурной погрешности превышает заранее определенное пороговое значение осаждения.According to a further aspect of the method, the method further comprises measuring a measured temperature T _{f-meas of the} liquid, determining a temperature error metric T _{error of} T _error = | T _f-meas -T _f-deriv |, comparing the temperature error metric T _error with a predetermined threshold value deposition and the creation of the indication “in-place sterilization (SIP)” and / or “in-place cleaning (CIP)” if the temperature error T _error exceeds a predetermined precipitation threshold value.

Описание чертежейDescription of drawings

Фиг.1 - вибрационный расходомер, содержащий сборный узел расходомера, и измерительная электронная аппаратура;Figure 1 - vibratory flow meter containing the Assembly of the flow meter, and measuring electronic equipment;

фиг.2 - вибрационный расходомер согласно варианту изобретения;figure 2 - vibration flow meter according to a variant of the invention;

фиг.3 - график температурной погрешности расходомера согласно варианту изобретения;figure 3 is a graph of the temperature error of the flow meter according to a variant of the invention;

фиг.4 - блок-схема способа определения производной температуры T_f-deriv жидкости текущего материала в вибрационном расходомере согласно варианту изобретения;4 is a flowchart of a method for determining the derivative temperature T _{f-deriv of a} liquid of a current material in a vibratory flow meter according to an embodiment of the invention;

фиг.5 - вибрационный расходомер согласно варианту изобретения;5 is a vibration flow meter according to a variant of the invention;

фиг.6 - блок-схема способа определения производной температуры T_f-deriv жидкости текущего материала в вибрационном расходомере согласно варианту изобретения.6 is a flowchart of a method for determining the derivative temperature T _{f-deriv of a} liquid of a current material in a vibratory flow meter according to an embodiment of the invention.

Подробное описание изобретенияDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

На фиг.1-6 и последующем описании представлены конкретные примеры, позволяющие специалистам в данной области техники реализовать и использовать наилучший вариант осуществления изобретения. В целях выяснения основных принципов изобретения некоторые известные аспекты упрощены или опущены. Специалисты в данной области техники смогут оценить различные варианты, вытекающие из указанных здесь примеров, которые не выходят за рамки объема изобретения. Специалистам в данной области техники должно быть ясно, что описанные ниже признаки можно скомбинировать различными путями, чтобы получить множество версий изобретения. Таким образом, изобретение не сводится к описанным ниже конкретным примерам, а ограничивается только формулой изобретения и ее эквивалентами.Figures 1-6 and the following description provide specific examples that enable those skilled in the art to implement and use the best embodiment of the invention. In order to clarify the basic principles of the invention, some well-known aspects are simplified or omitted. Specialists in the art will be able to appreciate the various options arising from the examples indicated here that are not beyond the scope of the invention. Those skilled in the art will appreciate that the features described below can be combined in various ways to provide multiple versions of the invention. Thus, the invention is not limited to the specific examples described below, but is limited only by the claims and their equivalents.

На фиг.1 показан вибрационный расходомер 5, содержащий сборный узел 10 расходомера и измерительную электронную аппаратуру 20. Измерительная электронная аппаратура 20 подсоединена к сборному узлу 10 расходомера через выводы 100 и сконфигурирована предоставлять измерения одного или более из плотности удельного, массового расхода, объемного расхода, суммарного массового расхода, температуры, а также другой информации по каналу 26 связи. Специалистам в данной области техники должно быть ясно, что настоящее изобретение можно использовать в кориолисовом массовом расходомере любого типа, независимо от количества возбудителей, тензочувствительных элементов, расходных трубок или рабочего режима вибрации. Вдобавок следует понимать, что расходомер 5 альтернативно может содержать вибрационный денситометр.Figure 1 shows a vibrational flowmeter 5, comprising a flowmeter assembly 10 and electronic measuring equipment 20. Electronic measurement equipment 20 is connected to the flowmeter assembly 10 through terminals 100 and configured to provide measurements of one or more of a specific gravity, mass flow, volume flow, total mass flow rate, temperature, and other information on the communication channel 26. It should be clear to those skilled in the art that the present invention can be used in any type of Coriolis mass flow meter, irrespective of the number of pathogens, strain sensors, flow tubes, or vibration operating conditions. In addition, it should be understood that the flowmeter 5 may alternatively comprise a vibrating densitometer.

Сборный узел 10 расходомера включает в себя пару фланцев 101 и 101', патрубки 102 и 102', возбудитель 104, тензочувствительные элементы 105 и 105' и расходные трубки 103А и 103В. Возбудитель 104 и тензочувствительные элементы 105 и 105' соединены с расходными трубками 103А и 103В.The flowmeter assembly 10 includes a pair of flanges 101 and 101 ', nozzles 102 and 102', a pathogen 104, strain sensors 105 and 105 ', and flow tubes 103A and 103B. Pathogen 104 and strain sensors 105 and 105 ′ are connected to flow tubes 103A and 103B.

В одном варианте расходные трубки 103А и 103В содержат по существу U-образные расходные трубки, как показано. Альтернативно, в других вариантах расходные трубки могут содержать фактически прямые расходные трубки. Однако также могут быть использованы другие формы трубок в рамках объема описания и формулы изобретения.In one embodiment, the flow tubes 103A and 103B comprise substantially U-shaped flow tubes, as shown. Alternatively, in other embodiments, the flow tubes may comprise substantially direct flow tubes. However, other tube shapes may also be used within the scope of the description and claims.

Фланцы 101 и 101' прикрепляют к патрубкам 102 и 102'. Патрубки 102 и 102' могут быть закреплены на противоположных концах распорной детали 106. Разделитель 106 поддерживает интервал между патрубками 102 и 102' для предотвращения нежелательных вибраций в расходных трубках 103А и 103B. При вставке сборного узла 10 расходомера в систему трубопровода (не показана), которая несет измеряемый текущий материал, текущий материал поступает в сборный узел 10 расходомера через фланец 101, проходит через входной патрубок 102, где суммарный объем текущего материала направляется в расходные трубки 103А и 103В, протекает через расходные трубки 103А и 103В и поступает в выходной патрубок 102', где выходит из узла 10 расходомера через фланец 101'.Flanges 101 and 101 'are attached to nozzles 102 and 102'. The nozzles 102 and 102 'may be secured at opposite ends of the spacer 106. The spacer 106 maintains the spacing between the nozzles 102 and 102' to prevent unwanted vibrations in the flow tubes 103A and 103B. When the assembly of the flowmeter assembly 10 is inserted into a pipeline system (not shown) that carries the measured flow material, the current material enters the flowmeter assembly 10 through the flange 101, passes through the inlet 102, where the total volume of the current material is sent to the flow tubes 103A and 103B flows through the flow tubes 103A and 103B and enters the outlet pipe 102 ', where it leaves the meter assembly 10 through the flange 101'.

Расходные трубки 103А и 103В подбирают и соответствующим образом монтируют к входному патрубку 102 и выходному патрубку 102' таким образом, чтобы имело место одинаковое распределение массы, одинаковые моменты инерции и одинаковые модули упругости относительно осей изгиба W--W и W'--W' соответственно. Расходные трубки 103А и 103B выходят наружу из патрубков 102 и 102' фактически параллельно друг другу.The flow tubes 103A and 103B are selected and suitably mounted to the inlet pipe 102 and the outlet pipe 102 'in such a way that there is the same mass distribution, the same moments of inertia and the same elastic moduli with respect to the bending axes W - W and W' - W ' respectively. The flow tubes 103A and 103B extend outward from the nozzles 102 and 102 'substantially parallel to each other.

Расходные трубки 103А и 103В возбуждаются возбудителем 104 в противоположных направлениях относительно соответствующих осей W и W' изгиба в так называемом «первом несинфазном режиме изгиба» расходомера 5. Возбудитель 104 может иметь одну из множества известных компоновок, например, содержать магнит, смонтированный на расходной трубке 103А, и противолежащую катушку, смонтированную на расходной трубке 103B. Через противолежащую катушку пропускают переменный ток, вызывающий колебание обеих трубок. Подходящий сигнал возбуждения подается на возбудитель 104 измерительной электронной аппаратурой 20 через вывод 110.The flow tubes 103A and 103B are excited by the pathogen 104 in opposite directions relative to the respective bending axes W and W 'in the so-called "first non-phase bending mode" of the flow meter 5. The pathogen 104 may have one of many known arrangements, for example, contain a magnet mounted on the flow tube 103A, and an opposing coil mounted on the flow tube 103B. An alternating current is passed through the opposite coil, causing both tubes to oscillate. A suitable excitation signal is supplied to the exciter 104 by measuring electronic equipment 20 through terminal 110.

Измерительная электронная аппаратура 20 принимает сигналы датчиков по выводам 111 и 111' соответственно. Измерительная электронная аппаратура 20 создает сигнал возбуждения на выводе 110, который заставляет возбудитель 104 колебать расходные трубки 103А и 103В возбудителем 104. Измерительная электронная аппаратура 20 обрабатывает сигналы скорости от тензочувствительных элементов 105 и 105' слева и справа для вычисления массового расхода. Канал 26 связи обеспечивает средство ввода и вывода, которое позволяет измерительной электронной аппаратуре взаимодействовать с оператором или другими электронными системами. Описание фиг.1 представлено просто в качестве примера работы кориолисового расходомера или денситометра и не предполагает ограничения принципов настоящего изобретения.Measuring electronic equipment 20 receives the signals of the sensors at the terminals 111 and 111 ', respectively. The meter electronics 20 generates an excitation signal at terminal 110, which causes the driver 104 to vibrate the flow tubes 103A and 103B by the driver 104. The meter electronics 20 processes the speed signals from the strain gauge elements 105 and 105 'left and right to calculate the mass flow rate. The communication channel 26 provides an input and output means that allows the measuring electronic equipment to interact with the operator or other electronic systems. The description of FIG. 1 is presented merely as an example of the operation of a Coriolis flowmeter or densitometer and is not intended to limit the principles of the present invention.

На фиг.2 показан вибрационный расходомер 5 согласно варианту изобретения. Вибрационный расходомер 5 включает в себя сборный узел 10 расходомера, измерительную электронную аппаратуру 20, датчик 204 температуры измерителя и датчик 208 температуры окружающей среды. В некоторых вариантах изобретения датчик 204 температуры измерителя и датчик 208 температуры окружающей среды могут быть подсоединены к измерительной электронной аппаратуре 20.2 shows a vibratory flowmeter 5 according to an embodiment of the invention. The vibratory flowmeter 5 includes a flowmeter assembly 10, electronic measuring equipment 20, a temperature sensor 204 of the meter and an ambient temperature sensor 208. In some embodiments of the invention, the temperature sensor 204 of the meter and the sensor 208 of the ambient temperature can be connected to the measuring electronic equipment 20.

Датчик 204 температуры измерителя соединен со сборным узлом 10 расходомера. Датчик 204 температуры измерителя может измерять температуру части измерителя и, следовательно, может измерять температуру T_m измерителя. В некоторых вариантах изобретения датчик 204 температуры измерителя может находиться в любом подходящем месте на сборном узле 10 расходомера, в том числе, на расходной трубке 103А или 103В, либо может находиться, например, на патрубке 102 или 102'.The meter temperature sensor 204 is connected to the flowmeter assembly 10. The meter temperature sensor 204 can measure the temperature of a part of the meter and, therefore, can measure the temperature T _{m of the} meter. In some embodiments of the invention, the temperature sensor 204 of the meter may be located at any suitable place on the assembly 10 of the flow meter, including the flow tube 103A or 103B, or it may be located, for example, on the pipe 102 or 102 '.

Датчик 208 температуры окружающей среды располагают вдали от сборного узла 10 расходомера и вне контакта с ним. В некоторых вариантах изобретения датчик 208 температуры окружающей среды монтируют на корпусе расходомера 5. Однако следует понимать, что датчик 208 температуры окружающей среды может быть смонтирован в любом подходящем месте. Датчик 208 температуры окружающей среды измеряет температуру T_a окружающей среды, например, температуру воздуха. Датчик 208 температуры окружающей среды может находиться рядом или на расстоянии от измерительной электронной аппаратуры 20.The ambient temperature sensor 208 is located away from the flowmeter assembly 10 and out of contact with it. In some embodiments of the invention, the ambient temperature sensor 208 is mounted on the body of the flowmeter 5. However, it should be understood that the ambient temperature sensor 208 can be mounted in any suitable place. An ambient temperature sensor 208 measures the ambient temperature T _a , for example, air temperature. The ambient temperature sensor 208 may be located close to or at a distance from the electronic measuring equipment 20.

Температура окружающей среды не должна строго быть истинной температурой окружающей среды. Вместо этого температура T_a окружающей среды может содержать измерения температуры, строго коррелированной с температурой окружающей среды, например, температуры корпуса, температуры ввода и т.д.The ambient temperature should not strictly be the true ambient temperature. Instead, the ambient temperature T _a may comprise temperature measurements strictly correlated with the ambient temperature, for example, housing temperature, input temperature, etc.

Измерительная электронная аппаратура 20 сконфигурирована для приема температуры T_m измерителя и температуры T_a окружающей среды и определения производной температуры T_f-deriv жидкости текущего материала в вибрационном расходомере 5 с использованием температуры T_m измерителя и температуры T_a окружающей среды.The meter electronics 20 is configured to receive the temperature T _{m of the} meter and the ambient temperature T _a and to determine the derivative temperature T _{f-deriv of the} liquid of the current material in the vibratory flowmeter 5 using the temperature T _{m of the} meter and the ambient temperature T _a .

Преимуществом здесь является то, что пользователю расходомера возможно потребуется знать производную температуру T_f-deriv жидкости, а не температуру T_m измерителя. Альтернативно пользователю возможно потребуется знать обе переменные.The advantage here is that the flowmeter user may need to know the derivative temperature T _{f-deriv of the} liquid, and not the temperature T _{m of the} meter. Alternatively, the user may need to know both variables.

В некоторых вариантах изобретения определение производной температуры T_f-deriv жидкости, кроме того, содержит использование уравнения:In some embodiments of the invention, the determination of the derivative temperature T _{f-deriv of a} liquid further comprises the use of an equation:

где С_е содержит калибровочный коэффициент температурной погрешности. Калибровочный коэффициент C_e температурной погрешности для расходомера, как правило, определяют в процессе заводской калибровки, где температуру T_a окружающей среды и измеряемую температуру T_f-meas жидкости измеряют с высокой точностью.where C _e contains the calibration coefficient of temperature error. The temperature coefficient calibration coefficient C _e for the flow meter is usually determined during the factory calibration process, where the ambient temperature T _a and the measured temperature T _{f-meas. Of the} liquid are measured with high accuracy.

На фиг.3 показан график температурной погрешности расходомера согласно варианту изобретения. Температурная погрешность показана как функция температуры измерителя за вычетом производной температуры жидкости (T_m-T_f-deriv) в сравнении с производной температурой T_f-deriv жидкости минус температура окружающей среды (T_f-T_a). График показывает, что производная температура T_f-deriv жидкости линейно связана с температурой T_m измерителя при учете температуры T_a окружающей среды.Figure 3 shows a graph of the temperature error of the flow meter according to a variant of the invention. The temperature error is shown as a function of the temperature of the meter minus the derivative temperature of the liquid (T _m -T _f-deriv ) in comparison with the derivative temperature T _{f-deriv of the} liquid minus the ambient temperature (T _f -T _a ). The graph shows that the derivative temperature T _{f-deriv of the} liquid is linearly related to the temperature T _{m of the} meter when the ambient temperature T _{a is} taken into account.

Указанный график может быть выражен в виде формулы:The specified schedule can be expressed as a formula:

(2)

где T_m - измеренная температура измерителя, T_f-deriv - производная температура жидкости, T_a - измеренная температура окружающей среды и C_e - калибровочный коэффициент температурной погрешности. Вышеуказанное уравнение (1) можно получить из уравнения (2).where T _m is the measured temperature of the meter, T _f-deriv is the derivative temperature of the liquid, T _a is the measured ambient temperature and C _e is the calibration coefficient of the temperature error. The above equation (1) can be obtained from equation (2).

Вновь обратимся к фиг.2, где в некоторых вариантах изобретения измерительная электронная аппаратура 20 дополнительно сконфигурирована для использования производной температуры T_f-deriv жидкости для определения одной или более характеристик потока текущего материала. Например, можно определить массовый расход (

) и плотность (ρ) текущего материала с использованием производной температуры T_f-deriv жидкости в качестве входной величины. Вдобавок, в некоторых вариантах изобретения измерительная электронная аппаратура 20 дополнительно сконфигурирована для использования производной температуры T_f-deriv жидкости для компенсации жесткости расходной трубки.Referring again to FIG. 2, in some embodiments of the invention, the meter electronics 20 is further configured to use the derived fluid temperature T _f-deriv to determine one or more flow characteristics of the current material. For example, you can define mass flow (

) and density (ρ) of the current material using the derivative of the temperature T _{f-deriv of the} liquid as an input quantity. In addition, in some embodiments of the invention, the meter electronics 20 is further configured to use the derived fluid temperature T _f-deriv to compensate for the stiffness of the flow tube.

Для набора условий расходомера (например, для конкретной температуры, внешних нагрузок и т.д.) массовый расход прямо пропорционален временной задержке (Δt) между тензочувствительными элементами. Это соотношение задается уравнением (3), приведенным ниже.For a set of flowmeter conditions (for example, for a specific temperature, external loads, etc.), the mass flow rate is directly proportional to the time delay (Δt) between the strain gauge elements. This ratio is given by equation (3) below.

(3)

Член FCF является коэффициентом пропорциональности и обычно называется калибровочным коэффициентом расхода. Нулевое значение является эмпирически полученным смещения для нулевого расхода.The FCF member is a proportionality coefficient and is commonly called the calibration flow coefficient. A zero value is an empirically derived bias for zero flow.

FCF главным образом зависит от жесткости и геометрии расходных трубок расходомера. Геометрические характеристики включают в себя такие характеристики, как места, где выполняются двухфазные или временные измерения. Жесткость зависит от свойств материала расходных трубок, а также от геометрических характеристик расходных трубок 103А и 103В. Для конкретного расходомера значение FCF и нулевое значение находят в процессе калибровки, выполняемой с калибровочной жидкостью, протекающей с двумя известными значениями массового расхода и при конкретной температуре калибровки.FCF mainly depends on the rigidity and geometry of the flow tubes of the flowmeter. Geometric characteristics include characteristics such as places where two-phase or time measurements are taken. The stiffness depends on the material properties of the flow tubes, as well as on the geometric characteristics of the flow tubes 103A and 103B. For a particular flowmeter, the FCF value and the zero value are found during the calibration process performed with the calibration fluid flowing with two known mass flow rates and at a specific calibration temperature.

Если жесткость или геометрические характеристики расходомера изменяются в процессе эксплуатации после начальной калибровки, то тогда также изменится и FCF. Например, увеличение рабочей температуры до уровня, превышающего температуру калибровки, может привести к изменению жесткости расходомера. Для обеспечения точного измерения массового расхода требуется, чтобы значение FCF и нулевое значение оставались практически постоянными. Это может оказаться трудно достижимым. Альтернативно, для точного измерения массового расхода потребуется использование надежного метода учета изменений значения FCF и/или нулевого значения.If the rigidity or geometric characteristics of the flowmeter change during operation after the initial calibration, then the FCF will also change. For example, increasing the operating temperature to a level higher than the calibration temperature can lead to a change in the rigidity of the flowmeter. To ensure accurate mass flow measurement, the FCF value and the zero value must be kept practically constant. This can be difficult to achieve. Alternatively, accurate mass flow measurement will require the use of a reliable method to account for changes in FCF and / or zero value.

Калибровку известного прототипа расходомера, как правило, выполняют при определенной эталонной температуре (T₀). Однако в процессе эксплуатации расходомер часто работает при температурах, отличающихся от эталонной температуры.Calibration of the known prototype of the flow meter, as a rule, is performed at a certain reference temperature (T ₀ ). However, during operation, the flowmeter often operates at temperatures different from the reference temperature.

Известно, что модуль упругости изменяется в зависимости от температуры. В результате в прототипе уравнения для массового расхода и плотности дополнены для учета этого эффекта на модуль упругости. Типовой вид уравнения для массового потока для прототипа, включающего температурную компенсацию для модуля упругости (E) или модуля Юнга, представлен ниже в уравнении (4)It is known that the modulus of elasticity varies with temperature. As a result, in the prototype, the equations for mass flow and density are supplemented to account for this effect on the elastic modulus. A typical view of the mass flow equation for a prototype including temperature compensation for elastic modulus (E) or Young's modulus is presented below in equation (4)

(4)

(four)

Член, относящийся к модулю Юнга E=(1-ϕ·ΔT), определяет, как изменяется FCF в соответствии с изменением температуры расходомера относительно эталонной температуры (T₀), где (ΔT) составляет (T_f-T₀).The term related to Young's modulus E = (1-ϕ · ΔT) determines how the FCF changes in accordance with the change in the temperature of the flowmeter relative to the reference temperature (T ₀ ), where (ΔT) is (T _f -T ₀ ).

Крутизна ϕ вышеуказанной функции, как правило, определяется экспериментально для конкретной конструкции расходомера или семейства расходомеров. Можно считать, что член (ϕ) по существу такой же, как крутизна модуля упругости в зависимости от температуры. Однако модуль упругости не всегда линейно изменяется во всем диапазоне температур, в котором работает расходомер. Для учета этой нелинейности используют полиномы более высоких порядков для лучшей компенсации этого изменения, как ниже в уравнении (5).The steepness ϕ of the above function, as a rule, is determined experimentally for a particular design of a flowmeter or a family of flowmeters. We can assume that the term (ϕ) is essentially the same as the slope of the elastic modulus depending on temperature. However, the elastic modulus does not always vary linearly over the entire temperature range in which the flowmeter operates. To take into account this nonlinearity, polynomials of higher orders are used to better compensate for this change, as described below in equation (5).

Член полинома более высокого порядка (1-ϕ₁·ΔT-ϕ₂·ΔT²…) определяет, как изменяется FCF с изменением температуры расходомера. Таким образом, производную температуру T_f-deriv жидкости можно использовать для компенсации измерений массового расхода и обеспечения высокоточных измерений массового расхода. Кроме того, производную температуру T_f-deriv жидкости можно использовать для компенсации характеристики жесткости расходных трубок.A member of a higher order polynomial (1-ϕ ₁ · ΔT-ϕ ₂ · ΔT ² ...) determines how the FCF changes with the temperature of the flowmeter. Thus, the derivative temperature T _{f-deriv of a} liquid can be used to compensate for mass flow measurements and provide highly accurate mass flow measurements. In addition, the derivative fluid temperature T _f-deriv can be used to compensate for the stiffness characteristics of the flow tubes.

Кориолисовый расходомер также может измерять плотность (ρ_f) технологической жидкости в вибрирующей системе отсчета. Квадрат периода вибрации прямо пропорционален массе вибрирующей системы, деленной на ее жесткость. Для конкретных условий расходных трубок жесткость и масса являются константами, и плотность жидкости (ρ_f) прямо пропорциональна квадрату периода. Это соотношение представлено ниже в уравнении (6).A Coriolis flowmeter can also measure the density (ρ _f ) of a process fluid in a vibrating reference frame. The square of the vibration period is directly proportional to the mass of the vibrating system divided by its rigidity. For specific flow tube conditions, stiffness and mass are constant, and fluid density (ρ _f ) is directly proportional to the square of the period. This ratio is presented below in equation (6).

(6)

где член С₁- коэффициент пропорциональности, а член C₂- смещение. Коэффициенты C₁ и C₂ зависят от жесткости расходных трубок и от массы и объема жидкости в расходомере. Коэффициенты C₁ и C₂ определяют путем калибровки расходомера с использованием двух жидкостей с известной плотностью.where the term C ₁ is the coefficient of proportionality, and the term C ₂ is the bias. Coefficients C ₁ and C ₂ depend on the stiffness of the flow tubes and on the mass and volume of the liquid in the flow meter. Coefficients C ₁ and C _{2 are} determined by calibrating the flow meter using two liquids of known density.

Вычисление плотности также может быть скомпенсировано по температуре. Типовая форма уравнения плотности, включающего температурную компенсацию для модуля упругости, представлена ниже в уравнении (7).The density calculation can also be temperature compensated. A typical form of the density equation, including temperature compensation for the elastic modulus, is presented below in equation (7).

(7)

Член (ϕ) определяет, как изменяется квадрат периода расходных трубок с изменением температуры T_f жидкости относительно эталонной температуры (T₀), как обсуждалось выше (то есть, T_f-T₀). Крутизна функции (ϕ), как правило, определяется экспериментально для конкретного расходомера или семейства расходомеров. Следует заметить, что для уточнения влияния температуры на процесс температурной компенсации плотности можно использовать функции более высокого порядка. Можно считать, что член (ϕ) то же, что крутизна модуля упругости в зависимости от температуры.The term (ϕ) determines how the square of the period of the flow tubes changes with the temperature T _{f of the} liquid relative to the reference temperature (T ₀ ), as discussed above (that is, T _f -T ₀ ). The steepness of the function (ϕ) is typically determined experimentally for a particular flowmeter or family of flowmeters. It should be noted that to clarify the effect of temperature on the process of temperature density compensation, functions of a higher order can be used. We can assume that the term (ϕ) is the same as the slope of the elastic modulus depending on temperature.

Использование производной температуры T_f-deriv жидкости для компенсации успешно минимизирует ошибки измерений массового расхода и плотности. Измерения массового расхода и плотности улучшаются благодаря использованию производной температуры T_f-deriv жидкости, чем при использовании температуры T_m измерителя. Компенсации с использованием производной температуры T_f-deriv жидкости будут более точным при изменении условий окружающей среды, чем при использовании температуры T_m измерителя.Using the derivative of the temperature T _f-deriv fluid to compensate successfully minimizes the measurement errors of mass flow and density. Mass flow and density measurements are improved by using the derivative of the liquid temperature T _f-deriv than when using the temperature T _{m of the} meter. Compensations using the derivative temperature T _{f-deriv of the} liquid will be more accurate when the environmental conditions change than when using the temperature T _{m of the} meter.

На фиг.4 показана блок-схема 400 способа определения производной температуры T_f-deriv жидкости текущего материала в вибрационном расходомере согласно варианту изобретения. На шаге 401 измеряют температуру расходомера для получения температуры T_mизмерителя.FIG. 4 shows a flowchart 400 of a method for determining the derivative temperature T _{f-deriv of a} fluid of a current material in a vibratory flow meter according to an embodiment of the invention. At step 401, the temperature of the flow meter is measured to obtain a temperature T _{m of the} meter.

На шаге 402 измеряют температуру T_a окружающей среды, как обсуждалось ранее.At 402, the ambient temperature T _{a is} measured, as previously discussed.

На шаге 403 определяют производную температуру T_f-deriv жидкости на основе температуры T_m измерителя и температуры T_a окружающей среды, как обсуждалось ранее.In step 403, the derivative temperature T _{f-deriv of the} liquid is _determined based on the temperature T _{m of the} meter and the ambient temperature T _a , as previously discussed.

На шаге 404 определяют одну или более характеристик потока с использованием производной температуры T_f-deriv жидкости, как обсуждалось ранее.At 404, one or more flow characteristics are determined using the derivative of the temperature T _{f-deriv of the} liquid, as discussed previously.

На фиг.5 показан вибрационный расходомер 5 согласно варианту изобретения. Компонентам, общим с другими вариантами изобретения, присвоены одинаковые ссылочные позиции. В данном варианте расходомер 5 дополнительно включает в себя датчик 210 температуры жидкости. Датчик 210 температуры жидкости может включать в себя чувствительный элемент 209, который заходит по меньшей мере частично в расходную трубку 9 и воспринимает температуру текущего материала расходной трубки 9. Таким образом, расходомер 5 обеспечивает измерение температуры жидкости вдобавок к температуре T_m измерителя и температуре T_a окружающей среды и результирующей производной температуре T_f-deriv жидкости, как обсуждалось ранее. Измерительная электронная аппаратура 20 может дополнительно включать в себя запомненное или известное предопределенное пороговое значение осаждения.5 shows a vibratory flowmeter 5 according to an embodiment of the invention. Components common to other embodiments of the invention are assigned the same reference numerals. In this embodiment, the flow meter 5 further includes a liquid temperature sensor 210. The fluid temperature sensor 210 may include a sensing element 209 that enters at least partially into the flow tube 9 and senses the temperature of the current material of the flow tube 9. Thus, the flow meter 5 provides a measurement of the temperature of the liquid in addition to the temperature T _{m of the} meter and the temperature T _a environment and the resulting derivative temperature T _f-deriv fluid, as discussed previously. The meter electronics 20 may further include a stored or known predetermined deposition threshold value.

Исходя из измеренной температуры T_f-meas жидкости и производной температуры T_f-deriv жидкости, можно получить коэффициент T_error температурной погрешности, где T_error=|T_f-meas-T_f-deriv|. Коэффициент T_error температурной погрешности можно затем использовать для определения осаждения в расходной трубке или расходных трубках.Based on the measured temperature T _f-meas fluid and the derivative temperature T _f-deriv fluid, we can obtain the coefficient T _{error of the} temperature error, where T _error = | T _f-meas-T _f-deriv |. The temperature error coefficient T _error can then be used to determine the deposition in the flow tube or flow tubes.

Коэффициент T_error температурной погрешности отражает по существу мгновенную разность между измеренной температурой T_f-meas жидкости и производной температурой T_f-deriv жидкости. Производная температура T_f-deriv жидкости будет отставать от изменений измеряемой температуры T_f-meas жидкости. Преимущественно коэффициент T_error температурной погрешности можно использовать для определения и количественного измерения этого отставания. Отставание является важным, поскольку его можно использовать для обнаружения изменения теплопереноса в расходомере 5, например, из-за осаждения.The temperature error coefficient T _error reflects the substantially instantaneous difference between the measured fluid temperature T _f-meas and the derivative fluid temperature T _f-deriv . The derivative temperature T _{f-deriv of the} liquid will lag behind the changes in the measured temperature T _{f-deriv of the} liquid. Advantageously, the coefficient T _{error of the} temperature error can be used to determine and quantify this lag. The lag is important because it can be used to detect changes in heat transfer in the flow meter 5, for example, due to deposition.

Осаждение содержит прилипание и нарастание текущего расходного материала на внутренних поверхностях расходомера 5. Осаждение может привести к уменьшению скорости потока, изменению характеристик потока, снижению точности измерений потока и другим проблемам, таким как невозможность слива и/или очистки расходомера. Следовательно, осаждение в расходомере 5 нежелательно.Precipitation contains the adherence and buildup of the current consumable on the internal surfaces of the flowmeter 5. Precipitation can lead to a decrease in flow rate, a change in flow characteristics, a decrease in the accuracy of flow measurements, and other problems such as the inability to drain and / or clean the flowmeter. Therefore, deposition in the flow meter 5 is undesirable.

Известные способы обнаружения осаждения включают в себя такие процессы, как проведение измерений плотностной ошибки, определение уровня демпфирования расходной трубки и т.д. К сожалению, известные способы обнаружения осаждения базируются на дополнительных данных о технологической жидкости.Known methods for detecting deposition include processes such as taking density error measurements, determining the damping level of the flow tube, etc. Unfortunately, known methods for detecting deposition are based on additional data on the process fluid.

Осаждение создает теплоизолирующий барьер между технологической жидкостью и расходной трубкой. В результате такой термоизоляции коэффициент T_error температурной погрешности становится недостоверным и будет значительно отклоняться от идеальных условий эксплуатации и идеального нулевого значения. Следовательно, осаждение можно определить посредством сравнения производной температуры T_f-deriv жидкости с действительной, измеренной температурой T_f-meas жидкости, например, полученной датчиком 210 температуры жидкости (смотри фиг.6 и сопроводительный текст, приведенный ниже). Такое сравнение можно выполнить в измерительном электронном устройстве 20. Альтернативно, сравнение может быть выполнено внешним устройством.Precipitation creates a heat-insulating barrier between the process fluid and the flow tube. As a result of such thermal insulation, the coefficient T _{error of the} temperature error becomes unreliable and will significantly deviate from ideal operating conditions and an ideal zero value. Therefore, deposition can be determined by comparing the derivative of the temperature T _{f-deriv of the} liquid with the actual measured temperature T _{f-meas of the} liquid, for example, obtained by the liquid temperature sensor 210 (see FIG. 6 and the accompanying text below). Such a comparison can be performed in the measuring electronic device 20. Alternatively, the comparison can be performed by an external device.

На фиг.6 показана блок-схема 600 способа определения производной температуры T_f-deriv жидкости текущего материала в вибрационном расходомере согласно варианту изобретения. На шаге 601 измеряют температуру расходомера, как обсуждалось выше.FIG. 6 shows a flow chart 600 of a method for determining the derivative temperature T _{f-deriv of a} fluid of a current material in a vibratory flow meter according to an embodiment of the invention. At step 601, the temperature of the flow meter is measured, as discussed above.

На шаге 602 измеряют температуру T_a окружающей среды, как обсуждалось ранее.At 602, ambient temperature T _{a is} measured, as previously discussed.

На шаге 603 измеряют температуру жидкости для получения измеренной температуры T_f-meas жидкости. Измеренную температуру T_f-meas жидкости можно измерять в любой точке в расходомере 5 или рядом с ним и делать это, используя любое устройство или процесс измерения температуры.In step 603, the temperature of the liquid is measured to obtain a measured temperature T _{f-meas of the} liquid. The measured temperature T _{f-meas of the} liquid can be measured at any point in or near the flowmeter 5 and can be done using any device or temperature measurement process.

На шаге 604 определяют производную температуру T_f-deriv жидкости на основе температуры T_m измерителя и температуры T_a окружающей среды, как обсуждалось ранее.In step 604, the derivative temperature T _{f-deriv of the} liquid is _determined based on the temperature T _{m of the} meter and the ambient temperature T _a , as previously discussed.

На шаге 605 определяют одну или более характеристик потока с использованием производной температуры T_f-deriv жидкости, как обсуждалось ранее.At step 605, one or more flow characteristics are determined using the derivative of the temperature T _{f-deriv of the} liquid, as discussed previously.

На шаге 606 определяют уровень осаждения в расходной трубе (или расходных трубках) расходомера 5. Уровень осаждения определяют с использованием измеренной температуры T_f-meas жидкости в сравнении с производной температурой T_f-deriv жидкости, полученной на шаге 604. Вычисляют коэффициент T_error температурной погрешности между измеренной и вычисленной температурами жидкости, то есть T_error=|T_f-meas-T_f-deriv|. Коэффициент T_error температурной погрешности сравнивают с заранее определенным пороговым значением осаждения. Если коэффициент T_error температурной погрешности не превышает заранее определенное пороговое значение осаждения, то тогда определяют, что осаждение в расходной трубке или расходных трубках не существует. Если коэффициент T_error температурной погрешности превышает заранее определенное пороговое значение осаждения, то тогда определяют, что появилось осаждение в расходной трубке или расходных трубках.In step 606, the deposition level in the flow pipe (or flow tubes) of the flow meter 5 is determined. The deposition level is determined using the measured temperature T _f-meas fluid in comparison with the derivative temperature T _f-deriv fluid obtained in step 604. Calculate the temperature _error coefficient T errors between the measured and calculated liquid temperatures, that is, T _error = | T _f-meas -T _f-deriv |. The temperature error coefficient T _error is compared with a predetermined deposition threshold. If the temperature error coefficient T _error does not exceed a predetermined deposition threshold, then it is determined that deposition does not exist in the flow tube or flow tubes. If the temperature error coefficient T _error exceeds a predetermined deposition threshold, then it is determined that deposition has occurred in the flow tube or flow tubes.

Определение осаждения может инициировать создание индикации об осаждении того или иного вида. Индикация об осаждении может включать в себя создание некоторой предупредительной или иной индикации. В результате индикации об осаждении может быть выполнена операция очистки любого требуемого вида, включая указание инициировать процесс SIP/CIP для расходной трубки или расходных трубок в тех случаях, где это уместно.The determination of deposition can initiate the creation of an indication of the deposition of a particular species. The deposition indication may include the creation of some warning or other indication. As a result of the deposition indication, a cleaning operation of any desired type may be performed, including an indication to initiate a SIP / CIP process for the flow tube or flow tubes, where appropriate.

На шаге 607 создается индикация успешная «стерилизация на месте (SIP)» и/или «очистка на месте (CIP)», если не создается индикация об осаждении. В противном случае, при создании индикации об осаждении, индикация об успешной SIP/CIP может не создаваться.In step 607, a successful “in-place sterilization (SIP)” and / or “in-place cleaning (CIP)” indication is generated if no deposition indication is generated. Otherwise, when creating a deposition indication, an indication of successful SIP / CIP may not be generated.

Индикация об успешной SIP/CIP указывает, что процесс SIP/CIP прошел успешно. Если была создана индикация об успешном SIP/CIP, то, если процесс SIP или CIP не был выполнен, может быть определено, что в процессе SIP или CIP нет необходимости. Когда процесс SIP или CIP уже выполнен, то если не создана индикация об успешной SIP/CIP, может быть определено, что процесс SIP или CIP проведен неудачно.A successful SIP / CIP indication indicates that the SIP / CIP process was successful. If an indication of successful SIP / CIP has been created, then if the SIP or CIP process has not been performed, it can be determined that there is no need for a SIP or CIP process. When the SIP or CIP process has already been completed, then if there is no indication of a successful SIP / CIP, it can be determined that the SIP or CIP process has failed.

Claims

1. A vibration meter (5) for determining a derivative of a fluid temperature T _{f-deriv of a} fluid of a current material, comprising:
a flowmeter assembly (10) including one or more flow tubes (103);
a sensor temperature sensor (204) configured to measure a temperature T _{m of the} meter;
a sensor (208) the ambient temperature to measure the temperature T _and the ambient; and
meter electronics (20) connected to the sensor (204) measuring the temperature and the sensor (208) ambient temperature and configured to receive the temperature T _m meter and the temperature T _and the environment and determining the derivative of the temperature T _f-deriv current material fluid in a vibratory flowmeter (5) using the temperature T _m and measuring temperature T _and the ambient.

2. Vibration flowmeter (5) according to claim 1, wherein determining the derivative temperature T _{f-deriv of the} liquid further comprises using the equation

where C _e contains the coefficient of temperature error.

3. The vibratory flow meter (5) according to claim 1, wherein the electronic measuring equipment (20) is further configured to use the derivative of the fluid temperature T _f-deriv to determine one or more flow characteristics of the current material.

4. The vibratory flow meter (5) according to claim 1, wherein the electronic measuring equipment (20) is further configured to use the derivative temperature T _{f-deriv of the} liquid to compensate for the stiffness of the flow tube.

5. The vibratory flow meter (5) according to claim 1, further comprising a liquid temperature sensor (210) configured to measure a liquid temperature T _{f-meas of the} current material, the electronic measuring equipment (20) configured to determine a derivative of the liquid temperature T _f-deriv flowing material in a vibratory flow meter with temperature T _m and measuring the temperature T _and the environment and determining the level of coverage in one or more flow tubes of a vibratory flow meter using the difference m Between the measured temperature T _f-meas fluid and the derivative temperature T _f-deriv fluid.

6. The vibratory flow meter (5) according to claim 5, wherein the electronic measuring equipment (20) is additionally configured to determine the temperature error indicator T _error , which is T _error = | T _f-meas -T _f-deriv |, to compare the temperature _error indicator T errors with a predetermined threshold value for coverage and the creation of an indication of coverage, if the indicator T _{error of the} temperature error exceeds a predetermined threshold value for the coating.

7. Vibration flow meter (5) according to claim 5, wherein the electronic measuring equipment (20) is additionally configured to determine the temperature error indicator T _error , which is T _error = | T _f-meas -T _f-deriv |, to compare the temperature _error indicator T errors with a predetermined threshold value for the coating and the indication “sterilization in place (SIP)” and / or “cleaning in place (CIP)” if the temperature error T _error exceeds a predetermined threshold value for the coating.

8. A method for determining the derivative temperature T _{f-deriv of a} liquid of a current material in a vibratory flow meter, the method comprising:
measuring the temperature T _{m of the} meter;
measuring the temperature T _{a of} the environment and
determining the derivative of the temperature T _{f-deriv of the} liquid of the current material in the vibratory flow meter using the temperature T _{m of the} meter and the temperature T _{a of} the environment.

9. The method of claim 8, wherein determining the derivative temperature T _{f-deriv of the} liquid further comprises using the equation

where C _e contains the coefficient of temperature error.

10. The method of claim 8, further comprising using the derivative of the fluid temperature T _f-deriv to determine one or more flow characteristics of the current material.

11. The method of claim 8, further comprising using the derivative of the fluid temperature T _f-deriv to compensate for the stiffness of the flow tube.

12. The method of claim 8, further comprising:
measurement of the measured temperature T _f-meas liquid;
determination of the indicator T _{error of the} temperature error of T _error = | T _f-meas -T _f-deriv |;
comparing the indicator T _{error of the} temperature error with a predetermined threshold value of the coating; and
creating an indication of coverage if the T _{error of the} temperature error exceeds a predetermined threshold value of the coverage.

13. The method of claim 8, further comprising:
measurement of the measured temperature T _f-meas liquid;
determination of the indicator T _{error of the} temperature error of T _error = | T _f-meas -T _f-deriv |;
comparing the indicator T _{error of the} temperature error with a predetermined threshold value of the coating; and
creation of the indication “on-site sterilization (SIP)” and / or “on-site cleaning (CIP)”, if the temperature error T _error exceeds a predetermined threshold value for the coating.

14. A method for determining the derivative temperature T _{f-deriv of a} liquid of a current material in a vibratory flow meter, the method comprising:
measuring the temperature T _{m of the} meter;
measurement of temperature T _{a of} the environment;
determining the derivative of the temperature T _{f-deriv of the} liquid of the current material in the vibratory flow meter using the temperature T _{m of the} meter and the temperature T _{a of} the environment and
determining one or more flow characteristics of the current material using fluid temperature.

15. The method according to 14, and the determination of the derivative temperature T _f-deriv fluid further comprises using the equation

where C _e contains the coefficient of temperature error.

16. The method of claim 14, further comprising using the derivative of the fluid temperature T _f-deriv to compensate for the stiffness of the flow tube.

17. The method according to 14, further comprising:
measurement of the measured temperature T _f-meas liquid;
determination of the indicator T _{error of the} temperature error of T _error = | T _f-meas -T _f-deriv |;
comparing the indicator T _{error of the} temperature error with a predetermined threshold value of the coating; and
creating an indication of coverage if the T _{error of the} temperature error exceeds a predetermined threshold value of the coverage.

18. The method according to 14, further comprising:
measurement of the measured temperature T _f-meas liquid;
determination of the indicator T _{error of the} temperature error of T _error = | T _f-meas -T _f-deriv |;
comparing the indicator T _{error of the} temperature error with a predetermined threshold value of the coating; and
creation of the indication “on-site sterilization (SIP)” and / or “on-site cleaning (CIP)” if the temperature error T _error exceeds a predetermined threshold value for the coating.

19. A method for determining the derivative temperature T _{f-deriv of a} liquid of a current material in a vibratory flow meter, the method comprising:
measuring the measured temperature T _{m of the} meter;
measurement of temperature T _{a of} the environment;
temperature measurement T _f-meas fluid;
determining the derivative of the temperature T _{f-deriv of the} liquid of the current material in the vibratory flow meter using the temperature T _{m of the} meter and the temperature T _{a of} the environment; and
determining a coating level in one or more flow tubes of a vibratory flow meter using the difference between the measured fluid temperature T _f-meas and the derivative fluid temperature T _f-deriv .

20. The method according to claim 19, wherein determining the derivative temperature T _{f-deriv of the} liquid further comprises using the equation

where C _e contains the coefficient of temperature error.

21. The method according to claim 19, further comprising using the derivative of the fluid temperature T _f-deriv to determine one or more flow characteristics of the current material.

22. The method according to claim 19, further comprising using the derivative of the fluid temperature T _f-deriv to compensate for the stiffness of the flow tube.

23. The method according to claim 19, wherein determining the level of coverage further comprises:
determination of the indicator T _{error of the} temperature error of T _error = | T _f-meas -T _f-deriv |;
comparing the indicator T _{error of the} temperature error with a predetermined threshold value of the coating; and
creating an indication of coverage if the T _{error of the} temperature error exceeds a predetermined threshold value of the coverage.

24. The method according to claim 19, further comprising:
determination of the indicator T _{error of the} temperature error of T _error = | T _f-meas -T _f-deriv |;
comparing the indicator T _{error of the} temperature error with a predetermined threshold value of the coating; and
creation of the indication “on-site sterilization (SIP)” and / or “on-site cleaning (CIP)”, if the temperature error T _error exceeds a predetermined threshold value for the coating.